CN101739990B - 液晶显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够控制视角的液晶显示设备。该液晶显示设备包括：液晶面板，其包括多个四元型像素，每个像素由红色、绿色、蓝色和视角控制子像素组成；以及定时控制器，其响应于用户所选择的视角模式，并将红色，绿色，蓝色数据，以及宽视角控制数据、第一窄视角控制数据、和第二窄视角控制数据中的任意一个施加给液晶面板。这样，LCD设备控制一定范围的视角，由此使得能够从任何方向观看图像，或不能从以用户为中心的左侧和右侧方向或上对角线方向观看图像。换言之，LCD设备能根据用户附近的人员位置来限制图像显示。因此，使用LCD设备的用户可调节设备，以与附近人员自由地共享信息或限制观看范围。此外，LCD设备能提高信息的可靠性和安全性。

Description

液晶显示设备

技术领域

本公开涉及一种液晶显示设备，更具体地，涉及一种适于控制视角的液晶显示设备。

背景技术

本申请要求2008年11月19日提交的韩国专利申请No.10-2008-0115133的优先权，此处以引证的方式并入其全部内容。

随着信息社会的发展，能够显示信息的平板显示设备得到了广泛的发展。这些平板显示设备包括液晶显示(LCD)设备、有机电致发光显示(OLED)设备、等离子体显示设备和场发射显示设备。

在上述显示设备中，LCD设备具有重量轻、外形小并能提供低功率驱动和全色方案的优点。因此，LCD设备广泛应用于移动电话、导航系统、便携式计算机、电视等设备上。LCD设备控制液晶面板上液晶的透光率，由此显示期望图像。

LCD设备包括TN(扭曲向列)模式LCD设备和IPS(共面切换)模式LCD设备。TN模式LCD设备利用垂直电场来显示图像，而IPS模式LCD设备利用水平电场来显示图像。

更具体来说，为了显示图像，TN模式LCD设备通过设置在下基板上的像素电极和设置在上基板上的公共电极之间的垂直电场来驱动液晶。然而，TN模式LCD设备的缺点是受限于相对狭窄的视角。

另一方面，IPS模式LCD设备通过在下基板上彼此平行设置的像素电极和公共电极之间的水平电场来驱动液晶，由此显示图像。与TN模式LCD设备相比，IPS模式LCD设备提供了相对宽的视角。换而言之，IPS模式LCD设备具有视角较宽的优点。这样，IPS模式LCD设备得到了广泛应用。

显示在LCD设备上的图像通常对其他人是可见的。然而，对于近来增强的信息安全性，迫切地需要使屏幕对于其他附近人员不可见。

为了满足这样的要求，提出了一种适于控制视角宽或窄的LCD设备。该LCD设备能防止其眼睛与用户的眼睛位于同一直线的附近人员看到所显示的图像。然而，不足之处在于，其眼睛高于用户的眼睛的附近人员能看到LCD设备上的所显示的图像。换句话说，LCD设备上的图象对于来自用户上对角线方向的附近人员是可见的。

发明内容

因此，本实施方式涉及一种LCD设备，其能够基本上克服因相关技术的局限和缺点带来的一个或更多个问题。

本实施方式的一个目的是提供一种适于选择性地防止在用户附近的人从水平或上对角线方向观看图像的LCD设备。

本实施方式的附加特征和优点将在下面的描述中描述且将从描述中部分地显现，或者可以通过本实施方式的实践来了解。通过书面的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构可以实现和获得本实施方式的优点。

根据本实施方式的一个总的方面，一种LCD设备包括：液晶面板，其被构造为包括多个四元型像素，每个像素由红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和视角控制子像素组成；以及定时控制器，其被构造为响应于用户所选择的视角模式，并且将红色数据，绿色数据，蓝色数据，以及宽视角控制数据、第一窄视角控制数据、和第二窄视角控制数据中的任意一个施加给液晶面板。

在对下面的附图和详细描述的研究之后，其它系统、方法、特征和优点对于本领域的技术人员来说将是或将变得明显。意欲将所有这种附加的系统、方法、特征和优点包括在本描述中，使其落入在本发明的范围之内，并且得到下面的权利要求的保护。本部分中任何内容不应作为对那些权利要求的限制。结合本实施方式，下面讨论其它的方面和优点。应当理解，本公开的上述一般描述和下述详细描述是示例性和说明性的，且旨在提供所要求保护的本公开的进一步解释。

附图说明

附图被包括在本申请中以提供对本实施方式的进一步理解，并结合到本申请中且构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施方式，且与说明书一起用于解释本公开。附图中：

图1是示出了根据本公开的实施方式的液晶面板上的像素构造的平面图；

图2是示出了液晶面板的像素结构沿图1中的线I-I’提取的截面图；

图3A是解释图1中R、G和B像素的亮度特性的图；

图3B是解释图1中视角控制子像素的亮度特性的图；

图4是解释图1中视角控制子像素的模拟亮度特性的数据表；

图5是示出了根据本公开的实施方式的LCD设备的框图；以及

图6是解释用于第二窄视角模式的模拟数据电压所施加到的视角控制子像素的模拟亮度特性的数据表。

具体实施方式

下面将详细描述本公开的实施方式，在附图中例示出了其示例。在下文中介绍的这些实施方式被提供作为示例，以向本领域的普通技术人员传达其精神。因此，这些实施方式以不同的形式来实施，由此不限于在此所描述的这些实施方式。另外，为了便于说明附图，设备的尺寸和厚度可能被夸大地表示。在可能的情况下，相同的标号在包括附图的本公开中代表相同或类似部件。

图1是示出了根据本公开的实施方式的液晶面板上的像素构造的平面图。并且，图2是示出了液晶面板的像素结构沿图1中的线I-I’提取的截面图。

参考图1，根据本公开实施方式的液晶面板上的像素是四元型(quadtype)像素。该像素包括用于显示图像的红色、绿色和蓝色子像素R、G和B，以及用于控制视角的视角控制子像素S。这些红色、绿色、蓝色和视角控制子像素R、G、B和S可以彼此相邻地设置。

例如，红色和绿色子像素R和G可共同连接到第一选通线GL1，并且蓝色和视角控制子像素B和S可共同连接到第二选通线GL2。并且，红色和视角控制子像素R和S可共同连接到第一数据线DL1，绿色和蓝色子像素G和B可共同连接到第二数据线DL2。

换而言之，通过第一选通线和第一数据线GL1和DL1可限定红色子像素R。通过第一选通线GL 1和第二数据线DL2可限定绿色子像素G。通过第二选通线GL2和第一数据线DL1可限定视角控制子像素S。通过第二选通线和第二数据线GL2和DL2可限定蓝色子像素B。子像素R、G、B和S的设置可以随意更改。

这种红色、绿色和蓝色子像素R、G和B可通过相应的水平电场来驱动液晶。视角控制子像素S可利用垂直电场来驱动液晶。

参考图2，根据本公开的实施方式的液晶面板包括下基板10、上基板20和夹在基板10和20之间的液晶层30。

下基板10可包括设置在第一基板12上的选通线(未示出)、数据线(未示出)、薄膜晶体管、第一和第二像素电极14和18、以及第一公共电极16。更具体地，红色、绿色和蓝色子像素R、G和B可包括彼此交替设置在其区域上的第一像素电极14和第一公共电极16。视角控制子像素S可包括设置在其区域上的第二像素电极18。第一像素电极14和第一公共电极16中的每一个可以形成为直图案或弯曲图案。

上基板20可包括设置在第二基板22上的滤色器24和第二公共电极26。更具体地，滤色器24可包括设置在红色、绿色和蓝色子像素R、G和B上的红色、绿色和蓝色滤色器。第二公共电极26可设置在视角控制子像素S上。而且，在图中未示出的黑底可设置在上基板10上且位于子像素R、G、B和S之间。

第一和第二公共电极16和26可接收相同或不同的公共电压。第一像素电极14可接收用于显示图像的数据电压，而第二像素电极18可接收视角控制电压。

当没有电压施加到第一像素电极14和第二像素电极18时，显示黑图像。这是因为光没有被透射。

可选地，如果没有电压施加到第二像素电极18并且用于图像的数据电压施加到第一像素电极14，则通过施加到第一像素电极14上的数据电压和施加到第一公共电极16的公共电压在红色、绿色和蓝色子像素R、G和B中感应产生水平电场。通过该水平电场来驱动液晶层30，由此透射光。

换而言之，如图3A所示，由于受到视角控制子像素S的影响，当只驱动红色、绿色和蓝色子像素R、G和B而不驱动视角控制子像素S时，液晶面板在其前侧(沿对应于大约0°的方向)提供最大的亮度。这样，液晶面板的主视角变为主要观看图像的前侧。液晶面板的前侧对应于用户的眼睛。

以另一种方式，视角控制电压也可施加到在视角控制子像素S中的第二像素电极18。第二像素电极18上的视角控制电压与第二公共电极26上的公共电压一起产生驱动液晶层30的垂直电场。这样，通过视角控制子像素来透射光。

如图3B所示，视角控制子像素S在左侧方向和右侧方向(大约±45°的方向)上具有最大的亮度，而不是液晶面板的前侧方向。因此，当驱动视角控制子像素S时，在液晶面板的前侧方向上具有最大亮度的图像与在液晶面板的左侧方向和右侧方向上具有最大值的视角控制子像素S的亮度成分有部分的干扰。结果，从左侧方向和右侧方向不能观看到图像。

实际上，如图4所示，当驱动视角控制子像素S时，亮度在液晶面板的左侧方向和右侧方向具有最大值，而不是前侧。这样，由于干扰，在液晶面板前侧观看到的图像在液晶面板的左侧方向和右侧方向是不可见的。尽管如此，从上对角线方向(upward diagonal directions)仍能看到显示在液晶面板上的图像。

相反，根据本公开的实施方式的LCD设备可以通过干扰，使得从液晶面板的上对角线方向不能观看从液晶面板的前侧方向观看到的图像。这点将在下面进行详细说明。

图5是示出了根据本公开的实施方式的LCD设备的框图。参考图5，根据本公开的实施方式的LCD设备可包括定时控制器50、存储器60、选通驱动器70、数据驱动器80和液晶面板90。

液晶面板90可包括四元型像素，其中每个像素具有相邻设置的红色、绿色、蓝色和视角控制子像素。由于以上已进行了说明，所以将省略四元型像素的详细说明。

定时控制器50从外部视频源接收红色、绿色和蓝色数据RGB-data。定时控制器50还从外部视频源输入包括点时钟DCLK、垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync和数据使能信号DE的同步信号。

定时控制器50从同步信号DCLK、Vsync、Hsync和DE中得到选通控制信号GCS和数据控制信号DCS。选通控制信号GCS包括选通起始脉冲、至少一个选通移位时钟和选通输出使能信号。数据控制信号DCS包括源起始脉冲、源移位时钟和源输出使能信号。

并且，定时控制器50以一种适合应用于四元型像素的形式来重新排列红色、绿色和蓝色数据RGB-data。例如，这种数据的重新排列使得能够响应于第一选通线GL1的激活来施加红色数据R-data和绿色数据G-data，并且响应于第二选通线GL2的激活来施加蓝色数据B-data。

而且，定时控制器50响应于用户选择的视角模式。根据所选择的视角模式，定时控制器50使视角控制数据S-data能够被选择性地输出。

用户可以选择宽视角模式、第一窄视角模式和第二窄视角模式中的任何一个。宽视角模式可成为相关现有技术的IPS模式LCD设备的视角。第一窄视角模式防止从用户的左侧方向和右侧方向观看图像。第二窄视角模式防止从用户的上对角线方向观看图像。

更具体地，如图3A所示，在宽视角模式下，以用户为中心可以从任何方向(即，左、右、上和下方向)观看图像。另一方面，如图3A和4所示，由于第一窄视角模式使得视角控制子像素S在用户的左侧方向和右侧方向具有最大亮度，所以从液晶面板90的前侧方向可以观看到的图像不能从用户的左侧方向和右侧方向观看到。类似地，第二窄视角模式迫使视角控制子像素S在用户的上对角线方向具有最大亮度，使得从液晶面板90的前侧方向可以观看到的图像不能从用户的上对角线方向观看到。

存储器60包括用于第一窄视角模式的第一映射表62，和用于第二窄视角模式的第二映射表64。第一和第二映射表62和64可成为各包括分别与红色、绿色和蓝色数据的加值(added value)或乘值(multipliedvalue)相对应的多个窄视角控制数据的查找表。或者，可通过多种方式来提供多个窄视角控制数据。

换而言之，用于第一窄视角模式的第一映射表62可以是包括分别与红色、绿色和蓝色数据RGB-data的加值或乘值相对应的多个第一视角控制数据的查找表。类似地，第二映射表64可以是包括分别与红色、绿色和蓝色数据RGB-data的加值或乘值相对应的多个第二窄视角控制数据的另一个查找表。第二窄视角控制数据的值比第一窄视角控制数据的值高大约10％～100％。例如，如果第一窄视角控制数据的灰度级为50，则第二窄视角控制数据的灰度级可以是55～100之间的任一值。

因此，响应于用户指定的视角模式的定时控制器50把视角控制数据S与重新排列的红色、绿色和蓝色数据RGB-data一起施加到数据驱动器80。实际上，当用户选择宽视角模式时，定时控制器50可以“0”的输出灰度级作为宽视角控制数据。当用户选择第一窄视角模式时，定时控制器50可以读取并输出第一窄视角控制数据，其中，该第一窄视角控制数据存储在存储器60内的第一映射表62中并与红色、绿色和蓝色数据RGB-data的加值或乘值相对应。而且，如果用户选择第二窄视角模式，则定时控制器50可以读取并输出第二窄视角控制数据，其中，该第二窄视角控制数据存储在存储器60内的第二映射表64中并与红色、绿色和蓝色数据RGB-data的加值或乘值相对应。

选通驱动器70响应于从定时控制器50施加的选通控制信号GCS并将选通信号提供给液晶面板90上的相应选通线GL1～GLn。选通信号使与选通线GL1～GLn连接的薄膜晶体管逐行地顺序导通(或激活)。

响应于从定时控制器50施加的数据控制信号DCS的数据驱动器80将红色、绿色和蓝色数据RGB-data和视角控制数据S-data转换成模拟电压并将转换后的电压提供给液晶面板90上的相应数据线DL1～DLm。红色数据R-data转换成红色模拟数据电压，绿色数据G-data转换成绿色模拟数据电压，并且蓝色数据B-data转换成蓝色模拟数据电压。类似地，视角控制数据S-data转换成视角控制模拟数据电压。

这样，红色模拟数据电压施加到红色子像素R，绿色模拟数据电压施加到绿色子像素G，并且蓝色模拟数据电压施加到蓝色子像素B。而且，视角控制模拟数据电压施加到视角控制子像素S。

视角控制模拟数据电压可包括为“0”的模拟数据电压、第一窄视角控制模拟数据电压和第二窄视角控制模拟数据电压中的任一个。第二窄视角控制模拟数据电压的电平比第一窄视角控制模拟数据电压的电平高大约10％～100％。为了进行调整，第二窄视角控制模拟数据电压变得比第一窄视角控制模拟数据电压更高(或更大)。施加到视角控制子像素S的这种窄视角控制模拟数据电压使得液晶分子的位移变得更大，使得视角控制子像素S的亮度在其上对角线方向具有最大值。

当“0V”的模拟数据电压施加到视角控制子像素S时(即，在宽视角模式期间)，不驱动视角控制子像素S并且显示在液晶面板90上的图像也没有受到视角控制子像素S的影响。此时，可以从任何方向观看图像。

并且，如图3A和4所示，如果第一窄视角控制模拟数据电压施加到视角控制子像素S(即，在第一窄视角模式期间)，视角控制子像素的亮度在其左侧方向和右侧方向具有最大值，并且防止从视角控制子像素S的左侧方向和右侧方向观看图像。因此，不能从用户的左侧方向和右侧方向观看到显示在液晶面板90上的图像。

类似地，当第二窄视角控制模拟数据电压施加到视角控制子像素S时(即，在第二窄视角模式期间)，视角控制子像素S的亮度在其上对角线方向具有最大值，并且防止从视角控制子像素S的上对角线方向观看到图像。在这种情况下，不能从用户的上对角线方向观看到显示在液晶面板90上的图像。

综上所述，根据本公开的实施方式的LCD设备控制一定范围的视角，由此使得能够从任何方向观看到图像，或者不能从以用户为中心的左侧方向和右侧方向或者上对角线方向观看到图像。换而言之，LCD设备能根据用户附近的人员的位置来限制图像显示。因此，使用LCD设备的用户可调节设备，以与附近人员自由地共享信息或限制观看范围。此外，LCD设备能提高信息的可靠性和安全性。

尽管仅针对于上述实施方式而对本公开进行了有限的说明，但是本领域普通技术人员应当理解，本公开不限于这些实施方式，而可以在不偏离本公开的精神的情况下做出各种变化或修改。因此，本公开的范围应仅由所附的权利要求及其等同物来确定。

Claims (10)

1.一种液晶显示设备，该液晶显示设备包括：

液晶面板，其包括多个四元型像素，每个像素具有红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和视角控制子像素；

定时控制器，其响应于用户所选择的视角模式，将红色数据，绿色数据，蓝色数据，以及宽视角控制数据、第一窄视角控制数据、和第二窄视角控制数据中的任意一个施加给液晶面板；以及

数据驱动器，其将红色数据，绿色数据，蓝色数据，以及宽视角控制数据、第一窄视角控制数据、和第二窄视角控制数据中的任意一个转换成模拟数据电压，

其中，从第二窄视角控制数据转换得到的第二窄视角控制模拟数据电压比从第一窄视角控制数据转换得到的第一窄视角控制模拟数据电压高10％～100％的电压。

2.根据权利要求1所述的液晶显示设备，该液晶显示设备还包括：

选通驱动器，其激活液晶面板上的子像素。

3.根据权利要求2所述的液晶显示设备，其中，从宽视角控制数据转换得到的宽视角控制模拟数据电压是“0”的电压。

4.根据权利要求2所述的液晶显示设备，其中，视角控制子像素响应于第一窄视角控制模拟数据电压，并防止从位于所述液晶面板前面的用户的左侧方向和右侧方向观看到图像。

5.根据权利要求2所述的液晶显示设备，其中，视角控制子像素响应于第二窄视角控制模拟数据电压，并防止从位于所述液晶面板前面的用户的上对角线方向观看到图像。

6.根据权利要求1所述的液晶显示设备，该液晶显示设备还包括映射有所述第一窄视角控制数据和所述第二窄视角控制数据的存储器。

7.根据权利要求6所述的液晶显示设备，其中，所述第一和第二窄视角控制数据分别对应于红色、绿色和蓝色数据的加值和乘值中的任何一个。

8.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中，所述红色、绿色和蓝色子像素通过水平电场来驱动液晶，并且所述视角控制子像素通过垂直电场来驱动液晶。

9.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中，所述红色子像素和绿色子像素共同连接到所述液晶面板的两条相邻选通线中的一条，并且所述蓝色子像素和视角控制子像素共同连接到相邻选通线中的另一条。

10.根据权利要求9所述的液晶显示设备，其中，所述红色子像素和视角控制子像素共同连接到所述液晶面板的两条相邻数据线中的一条，并且所述绿色子像素和蓝色子像素共同连接到相邻数据线中的另一条。

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